A low complexity adaptive framework for the rate and performance enhancement of pmd limited fiber optic communication systems
Pmd ile sınırlı fiber optik haberleşme sistemlerinin hız ve performanslarının artırılması için düşük karmaşıklıklı uyarlamalı bir sistem
- Tez No: 182060
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALPER TUNGA ERDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, fiber optik haberleşme sistemlerini geliştirmek için uyarlamalı sinyal işlemetabanlı bir sistem sunulmuştur. Sistemin bant genişliği verimini artırmak için, birbirindenbağımsız iki sinyalin iki dik polarizasyon üzerinden iletildiği Polarizasyon BölüşümlüÇoğullama (PBÇ) tekniğini, Gözü Kapalı Kaynak Ayrıştırma (GKKA) algoritmalarıylaberaber kullanıyoruz. PBÇ uyarlamalı alıcı dizayn problemini düşük ve yüksek sembolhızlarına göre iki ayrı duruma sınıflandırıyoruz. Düşük sembol hız durumunda asıl problem,gönderilen dizilerin anlık karışımlarından ayrıştırılmalarıdır. Yüksek sembol hız durumundaise, amaç sadece uzaydaki karışmayı ayrıştırmak değil, aynı zamanda zamandaki karışmayı,yani Polarizasyon Kipi Saçılması (PKS)'nın yol açtığı simgelerarası karışmayı düzeltmektir.Bu amaçlar için uyarlamalı yapılar geliştirmede ana kısıt çok yüksek hızdaki fiber haberleşmesinyallerinin işlenmesindeki günümüz teknolojisinin getirdiği kısıtlamalardır. Nitekim buamaçla, bu tezde öne sürülen yaklaşım, düşük karmaşıklığa sahip yöntemlerin geliştirilmesimerkezlidir. Önerilen yapılar ve yaklaşımlar genlik sınırlandırılmış sayısal haberleşmesinyalleri kullanan GKKA algoritmalarının özel bir sınıfı temellidir. Tezde izah edildiği üzere,genlik sınırlandırılmış GKKA yaklaşımı, sayısal haberleşme sinyallerinin haberleşme ortamıyüzünden hem zaman hem de uzayda karışmasını engellemek için düşük karmaşıklığa sahipalgoritmaların ve buna karşılık gelen donanım yapılarının geliştirilmesine imkan sağlar. Enzorlu görev yüksek sembol hızlarına karşılık gelen evrişimsel karışımları denkleştirmek içinuyarlamalı yapılar dizayn etmek olduğundan, bu probleme özel bir önem verilmiştir. Buamaçla, anlık karışımlar için olan temel genlik sınırlandırılmış algoritmanın yeni birimcilimsieşleme yaklaşımları kullanan algoritmik uzantıları geliştirilmiştir. Buna ek olarak, algoritmakarmaşıklığını azaltmak ve tümüyle analog denkleştiricileri mümkün kılabilmek için, genliksınırlandırılmış GKKA algoritmasının parametrik sürümleri de tanıtılmıştır. Sonuçları genliksınırlandırılmış GKKA algoritmasının her iki durumda da güzel yakınsama davranışlarıgösterdiğini belirten, önerilen algoritmaların yakınsama hızlarını ve sağlamlığını test edenbenzetimler yapılmıştır. Ve ayrıca algoritmanın, fiber kanaldaki zamana bağlı olandeğişimleri başarılı bir şekilde izleme kapasitesine sahip olduğunu gösteren benzetimsonuçlarını da sunuyoruz. Tüm benzetim sonuçları göstermektedir ki, genlik sınırlandırılmışGKKA tabanlı yaklaşım, PKS'den zarar gören optik haberleşme sistemlerinin hız veperformans artırımı için ümit veren bir sistem sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, an adaptive signal processing based framework for theimprovement of fiber optical communication systems is presented. We usePolarization Division Multiplexing (PDM) technique in conjunction with theproposed blind source separation algorithms to increase the bandwidth efficiencyof the system where two independent signals are transmitted over two orthogonalpolarizations. We classify the PDM adaptive receiver design problem into twoseparate cases corresponding to low and high symbol rates. In the low symbolrate case, the main problem is to separate the transmitted sequences from theirinstantaneous mixtures. In the high symbol rate case, the goal is not only theseparation of mixing in space but also the compensation of the mixing in time,i.e., the Inter Symbol Interference (ISI), caused mainly by the Polarization ModeDispersion (PMD). Major constraints in the development of adaptive structuresfor these goals are the limitations imposed by the existing technology in terms ofprocessing very high rate fiber communication signals. In fact, the approachproposed in this thesis is centered around the development of low complexitymethods to address this issue. The proposed structures and algorithms arebased on the special class of Blind Source Separation (BSS) algorithmsexploiting magnitude boundedness of the digital communication signals. Asshown in the thesis, the use of the Magnitude Bounded BSS (MB-BSS) approachenables the development of low complexity algorithms and the correspondinghardware structures to counteract the mixing of digital communication signals inboth time and space caused by the communication medium. As the mostchallenging task is the design of adaptive structures for compensatingconvolutive mixtures corresponding to the high symbol rate, a special attention isgiven to this problem. For this purpose, the algorithmic extensions of the basicMB-BSS algorithm for instantaneous mixtures that make use of the novelparaunitary mapping approaches have been developed. Furthermore, theparametric versions of adaptive paraunitary MB-BSS algorithm are introduced forthe purpose of reducing complexity and enabling all-analog compensators.Simulations are used to illustrate the convergence speeds and robustness of theproposed algorithms whose results indicate that MB-BSS algorithm for both ofthe cases show nice convergence behaviors. We also present simulation resultsto demonstrate the successful tracking capability of the algorithm against timevariations of the fiber channel. All simulation results indicate that MB-BSS basedapproach provides a promising framework for the rate and performanceenhancement of optical communication systems which suffer from PMD.
Benzer Tezler
- Çok-düzeyli kodlama/çok-aşamalı kod çözme tekniğinin incelenmesi ve frekans/faz kaydırmalı anahtarlama modülasyonuna uygulanması
Multilevel coding/multistage decoding and its application to frequency/phase shift keying modulation
İBRAHİM ALTUNBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. ÜMİT AYGÖLÜ
- An energy-efficient real-time coordination and routing framework for wireless sensor actor networks
Sensör ve aktör ağları için enerji-etkin koşum-zamanı koordinasyon ve yol verme çerçevesi
GHALİB ASADULLAH SHAH
Doktora
İngilizce
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜSLİM BOZYİGİT
- Adaptif kontrol sistemleri ve bir mikrokontrolör ile simülasyonu
Adaptive control systems and simulation by a microcontroller
CANAN MÖRÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. LEYLA GÖREN
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- OFDM alıcı tasarımı
OFDM receiver design
VEDAT TAVAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN PALAMUTCUOĞLU